高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2章 相互作用 基礎(chǔ)課時4 摩擦力課件.ppt

基礎(chǔ)課時4摩擦力 知識梳理 知識點一 靜摩擦力1 產(chǎn)生條件 1 接觸面 2 接觸處有 3 兩物體有 仍保持相對靜止 2 定義兩個相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體 當(dāng)它們具有 時 就會在接觸面上產(chǎn)生 的力 3 大小和方向 1 大小 0 F Fm 2 方向 沿兩物體的接觸面與相對運動趨勢的方向 粗糙 彈力 相對運動趨勢 勢 相對運動趨 阻礙相對運動趨勢 相反 知識點二 滑動摩擦力1 產(chǎn)生條件 1 接觸面 2 接觸處有 3 兩物體間有 2 定義兩個相互接觸且發(fā)生形變的粗糙物體 當(dāng)它們發(fā)生 時 就會在接觸面上產(chǎn)生 相對運動的力 3 大小及方向 1 大小 F FN公式中 為比例常數(shù) 稱為動摩擦因數(shù) 其大小與兩個物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān) 2 方向 沿兩物體的接觸面 與相對運動的方向 粗糙 彈力 相對運動 相對運動 阻礙 相反 思考 用彈簧測力計測定木塊A和木塊B間的動摩擦因數(shù) 有如圖1甲 乙兩種裝置 圖1 1 為了用彈簧測力計的讀數(shù)表示滑動摩擦力的大小 兩種情況中木塊A是否都一定要做勻速直線運動 2 若木塊A均做勻速直線運動 圖甲中A B間摩擦力是否等于拉力Fa 診斷自測 1 多選 下列關(guān)于物體受靜摩擦力作用的敘述中 正確的是 A 靜摩擦力的方向一定與物體的運動方向相反B 靜摩擦力的方向可能與物體的運動方向相同C 靜摩擦力的方向既可能與物體的運動方向相反 也可能與物體的運動方向相同D 靜止的物體所受靜摩擦力一定為零解析靜摩擦力的方向總與物體間的相對運動趨勢方向相反 與物體的運動方向沒有必然的聯(lián)系 兩個靜止的物體間也可能有相對運動趨勢 可能有靜摩擦力 故選項B C正確 答案BC 2 如圖2甲所示 小孩用80N的水平力沒有推動木箱 木箱此時受到的摩擦力大小為F1 乙圖中 小孩用100N的水平力恰能推動木箱 此時木箱與地面間的摩擦力大小為F2 丙圖中 小孩把木箱推動了 此時木箱與地面間的摩擦力大小為F3 若木箱對地面的壓力大小為200N 木箱與地面間動摩擦因數(shù)為 0 45 則F1 F2 F3的大小分別為 圖2A 80N100N90NB 80N100N45NC 80N80N90ND 080N45N 解析小孩用80N的水平力推不動木箱 則木箱此時受到的是靜摩擦力 所以F1 80N 小孩用100N的力恰好推動木箱 此時的推力的大小等于最大靜摩擦力的大小 所以F2 100N 木箱被推動后受滑動摩擦力 由公式F FN來計算大小 所以F3 0 45 200N 90N 故選項A正確 答案A 3 一塊質(zhì)量均勻分布的長方體木塊按圖3甲 乙 丙所示的三種方式在同一水平面上運動 其中甲圖中木塊做勻速運動 乙圖中木塊做勻加速運動 丙圖中木塊側(cè)立在水平面上做與甲圖相同的運動 則下列關(guān)于甲 乙 丙三圖中木塊所受滑動摩擦力大小關(guān)系的判斷正確的是 圖3A Ff甲 Ff乙 Ff丙B Ff甲 Ff丙 Ff乙C Ff甲 Ff乙 Ff丙D Ff丙 Ff甲 Ff乙 解析根據(jù)公式F FN知 滑動摩擦力的大小與接觸面的大小無關(guān) 也與相對速度或加速度無關(guān) 所以有Ff甲 Ff乙 Ff丙 答案C 4 2016 廣東東莞模擬 如圖4所示 物體A放置在固定斜面上 一平行斜面向上的力F作用于物體A上 在力F逐漸增大的過程中 物體A始終保持靜止 則以下說法中正確的是 圖4A 物體A受到的合力增大B 物體A受到的支持力不變C 物體A受到的摩擦力增大D 物體A受到的摩擦力減小 解析物體A始終靜止 則所受合力為零 選項A錯誤 設(shè)斜面與水平面的夾角為 物體A質(zhì)量為m 受到的支持力FN mgcos 選項B正確 如果F開始很小 物體A受到的摩擦力沿斜面向上 當(dāng)F逐漸增大時 摩擦力先減小至零 后反向增大 選項C D錯誤 答案B 考點一摩擦力的有無及方向的判斷方法靜摩擦力的有無及方向的判斷方法 1 假設(shè)法 2 狀態(tài)法根據(jù)平衡條件 牛頓第二定律 判斷靜摩擦力的方向 3 牛頓第三定律法先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向 再根據(jù) 力的相互性 確定另一物體受到的靜摩擦力方向 例1 如圖5所示 某糧庫使用電動傳輸機向糧垛上輸送麻袋包 現(xiàn)將一麻袋包放置在傾斜的傳送帶上 與傳送帶一起向上勻速運動 其間突遇故障 傳送帶減速直至停止 若上述勻速和減速過程中 麻袋包與傳送帶始終保持相對靜止 下列說法正確的是 圖5 A 勻速運動時 麻袋包只受重力與支持力作用B 勻速運動時 麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向上C 減速運動時 麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向下D 減速運動時 麻袋包受到的摩擦力一定沿傳送帶向上解析傳送帶勻速運動時 麻袋包受力平衡 麻袋包除受重力 垂直斜面向上的支持力外 還要受沿斜面向上的靜摩擦力的作用 選項A錯誤 B正確 傳送帶向上減速運動時 麻袋包的加速度沿斜面向下 受到的摩擦力可能沿傳送帶向上 沿傳送帶向下或為零 選項C D錯誤 答案B 拓展延伸 在 例1 中 若將麻袋包無初速度放在傳送帶的底端 則麻袋包與傳送帶達(dá)到相對靜止前將受到滑動摩擦力作用還是靜摩擦力作用 方向如何 解析傳送帶向上勻速運動 麻袋包無初速度放在傳送帶上 麻袋包相對傳送帶向下運動 故麻袋包將受到沿傳送帶向上的滑動摩擦力作用 答案滑動摩擦力 方向沿傳送帶向上 易錯提醒判斷摩擦力方向時的兩點注意 1 靜摩擦力的方向與物體的運動方向沒有必然關(guān)系 可能相同 也可能相反 還可能成一定的夾角 2 分析摩擦力方向時 要注意靜摩擦力方向的 可變性 和滑動摩擦力的 相對性 變式訓(xùn)練 1 如圖6所示 自動卸貨車始終靜止在水平地面上 車廂在液壓機的作用下可以改變與水平面間的傾角 用以卸下車廂中的貨物 下列說法正確的是 圖6 A 當(dāng)貨物相對車廂勻速下滑時 地面對貨車有向左的摩擦力B 當(dāng)貨物相對車廂靜止時 地面對貨車有向左的摩擦力C 當(dāng)貨物相對車廂加速下滑時 地面對貨車有向左的摩擦力D 當(dāng)貨物相對車廂加速下滑時 貨車對地面的壓力等于貨物和貨車的總重力解析當(dāng)貨物相對車廂勻速下滑時 地面對貨車沒摩擦力 當(dāng)貨物相對車廂靜止時 地面對貨車沒有摩擦力 選項A B錯誤 當(dāng)貨物相對車廂加速下滑時 地面對貨車有向左的摩擦力 貨車對地面的壓力小于貨物和貨車的總重力 選項C正確 D錯誤 答案C 考點二摩擦力大小的計算1 滑動摩擦力的大小 1 公式法 F FN 其中FN是兩物體間的正壓力 其大小不一定等于重力 為動摩擦因數(shù) 與材料和接觸面的粗糙程度有關(guān) 與接觸面積無關(guān) 2 狀態(tài)法 若 未知 可結(jié)合物體的運動狀態(tài)和其他受力情況 利用平衡條件或牛頓第二定律求解滑動摩擦力的大小 2 靜摩擦力的大小通常認(rèn)為最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力 而靜摩擦力只能應(yīng)用平衡條件或牛頓第二定律求解 例2 多選 如圖7所示 質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上 受到向右的拉力F的作用而向右滑行 長木板處于靜止?fàn)顟B(tài) 已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為 1 木板與地面間的動摩擦因數(shù)為 2 下列說法正確的是 圖7A 木板受到地面的摩擦力的大小一定是 1mgB 木板受到地面的摩擦力的大小一定是 2 m M gC 當(dāng)F 2 m M g時 木板便會開始運動D 無論怎樣改變F的大小 木板都不可能運動 解析由于木塊在木板上運動 所以木塊受到木板的滑動摩擦力的作用 其大小為 1mg 根據(jù)牛頓第三定律可得木塊對木板的滑動摩擦力也為 1mg 又由于木板處于靜止?fàn)顟B(tài) 木板在水平方向上受到木塊的摩擦力 1mg和地面的靜摩擦力的作用 二力平衡 選項A正確 B錯誤 若增大F的大小 只能使木塊的加速度大小變化 但木塊對木板的滑動摩擦力大小不變 因而也就不可能使木板運動起來 選項C錯誤 D正確 答案AD 易錯提醒計算摩擦力時的三點注意 1 首先分清摩擦力的性質(zhì) 因為只有滑動摩擦力才有公式 靜摩擦力通常只能用平衡條件或牛頓定律來求解 2 公式F FN中FN為兩接觸面間的正壓力 與物體的重力沒有必然聯(lián)系 不一定等于物體的重力 3 滑動摩擦力的大小與物體速度的大小無關(guān) 與接觸面積的大小也無關(guān) 變式訓(xùn)練 2 如圖8所示 質(zhì)量為m的物體用細(xì)繩拴住放在水平粗糙的傳送帶上 物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為 當(dāng)傳送帶分別以v1 v2的速度做逆時針運動時 v1 v2 繩中的拉力分別為F1 F2 則下列說法正確的是 圖8 A 物體受到的摩擦力Ff1 Ff2B 物體所受摩擦力方向向右C F1 F2D 傳送帶速度足夠大時 物體受到的摩擦力可為0 答案C 考點三摩擦力的 突變 問題1 靜 靜 突變 物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)作用在物體上的其他力的合力發(fā)生變化時 如果物體仍然保持靜止?fàn)顟B(tài) 則物體受到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突變 見變式訓(xùn)練3 2 靜 動 突變 或動 靜 突變 物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)其他力變化時 如果物體不能保持靜止?fàn)顟B(tài) 則物體受到的靜摩擦力將 突變 成滑動摩擦力 見例3 3 動 動 突變 某物體相對于另一物體滑動的過程中 若突然相對運動方向變了 則滑動摩擦力方向發(fā)生 突變 見隨堂演練4 例3 多選 如圖9所示 用水平力F拉著一物體在水平地面上做勻速直線運動 從t 0時刻起水平力F的大小隨時間均勻減小 到t1時刻F減小為零 物體所受的摩擦力Ff隨時間t變化的圖象可能是 圖9 解析物體開始做勻速直線運動 說明物體所受水平向右的拉力F與向左的滑動摩擦力等大反向 當(dāng)F減小時 物體做減速運動 若F減小為零之前物體始終運動 則摩擦力始終為滑動摩擦力 大小不變 選項A正確 若F減小為零之前物體已停止運動 則停止前摩擦力為滑動摩擦力 大小不變 停止后摩擦力為靜摩擦力 大小隨F的減小而減小 選項D正確 答案AD 變式訓(xùn)練 3 一木塊放在水平桌面上 在水平方向共受到三個力即F1 F2和摩擦力的作用 木塊處于靜止?fàn)顟B(tài) 如圖10所示 其中F1 10N F2 2N 若撤去F1 則木塊受到的摩擦力為 圖10A 10N 方向向左B 6N 方向向右C 2N 方向向右D 0 解析當(dāng)物體受F1 F2及摩擦力的作用而處于平衡狀態(tài)時 由平衡條件可知物體所受的摩擦力的大小為8N 方向向左 可知最大靜摩擦力Ffmax 8N 當(dāng)撤去力F1后 F2 2N Ffmax 物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài) 由平衡條件可知物體所受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變 且與作用在物體上的F2等大反向 選項C正確 答案C 1 關(guān)于摩擦力 下列說法正確的是 A 靜摩擦力的方向一定與物體的相對運動趨勢的方向相反B 滑動摩擦力總是阻礙物體的運動 其方向一定與物體的運動方向相反C 受靜摩擦力作用的物體一定是靜止的D 作用在運動物體上的摩擦力一定是滑動摩擦力 解析當(dāng)兩個直接接觸的物體有相對運動趨勢的時候 受到的摩擦力為靜摩擦力 因此靜摩擦力的方向一定與物體的相對運動趨勢的方向相反 選項A正確 當(dāng)兩個物體相對運動時 受到的摩擦力為滑動摩擦力 滑動摩擦力可以是動力也可以是阻力 因此 它的方向可以與物體的運動方向相反也可以與物體的運動方向相同 選項B錯誤 受到靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的 選項C錯誤 作用在運動物體上的摩擦力可以是靜摩擦力 也可以是滑動摩擦力 選項D錯誤 答案A 2 多選 人握住旗桿勻速上爬 則下列說法正確的是 A 人受到的摩擦力的方向是沿桿向下的B 人受到的摩擦力的方向是沿桿向上的C 人握旗桿用力越大 人受的摩擦力也越大D 人握旗桿用力越大 并不會使人受的摩擦力增大解析人的手與旗桿是相對靜止的 人受到的是靜摩擦力 方向沿桿向上 由二力平衡可知 摩擦力大小始終等于人的重力大小 故選項B D正確 答案BD 3 如圖11甲所示 粗糙的水平地面上有一斜劈 斜劈上一物塊正沿斜面以速度v0勻速下滑 斜劈保持靜止 地面對斜劈的摩擦力為Ff1 如圖乙所示 若對該物塊施加一平行于斜面向下的推力F1 使其加速下滑 則地面對斜劈的摩擦力為Ff2 如圖丙所示 若對該物塊施加一平行于斜面向上的推力F2 使其減速下滑 則地面對斜劈的摩擦力為Ff3 下列關(guān)于Ff1 Ff2 Ff3的大小關(guān)系正確的是 圖11A Ff1 0B Ff2 Ff3C Ff2 Ff3D Ff2 Ff3 解析圖甲中斜劈和物塊都處于平衡狀態(tài) 對整體 只有豎直方向的重力和支持力 地面對斜劈的摩擦力Ff1 0 故A項錯誤 根據(jù)圖甲的情境可知 在圖乙 丙中 物塊受到斜面的滑動摩擦力和支持力的合力與物塊重力平衡 方向豎直向上 由牛頓第三定律知物塊對斜面的作用力 摩擦力和壓力的合力 方向豎直向下 且與物塊的重力等大 所以斜劈只受到了豎直向下的重力 豎直向上支持力和物塊的豎直向下的作用力 與圖甲中斜劈的受力情況相同 因此有Ff1 Ff2 Ff3 0 B C兩項錯誤 D項正確 答案D 4 如圖12所示 斜面固定在地面上 傾角為37 sin37 0 6 cos37 0 8 質(zhì)量為1kg的滑塊以初速度v0從斜面底端沿斜面向上滑行 斜面足夠長 該滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0 8 則該滑塊所受摩擦力F隨時間變化的圖象是下圖中的 取初速度v0的方向為正方向 g 10m s2 圖12 解析滑塊上升過程中受到滑動摩擦力作用 由F FN和FN mgcos 聯(lián)立得F 6 4N 方向為沿斜面向下 當(dāng)滑塊的速度減為零后 由于重力的分力mgsin mgcos 滑塊不動 滑塊受的摩擦力為靜摩擦力 由平衡條件得F mgsin 代入可得F 6N 方向為沿斜面向上 故選項B正確 答案B 小結(jié)巧記2個概念 靜摩擦力 滑動摩擦力2個條件 產(chǎn)生靜摩擦力和滑動摩擦力的條件1個公式 F FN2個方向 靜摩擦力和滑動摩擦力的方向3種思想方法 假設(shè)法 狀態(tài)法 研究對象轉(zhuǎn)換法